JPS6034718A - Collecting apparatus of fine particle - Google Patents

Collecting apparatus of fine particle

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JPS6034718A
JPS6034718A JP58142724A JP14272483A JPS6034718A JP S6034718 A JPS6034718 A JP S6034718A JP 58142724 A JP58142724 A JP 58142724A JP 14272483 A JP14272483 A JP 14272483A JP S6034718 A JPS6034718 A JP S6034718A
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trap
filter
sensor
temperature
exhaust gas
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小出 利和
Hiroshi Sasaoka
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the formation of a large temp. difference at a trap part by firing collected fine particles after the warmth of the trap is confirmed. CONSTITUTION:The opening of a suction throttle valve 12, the pressure on the suction side of a Diesel engine 10, the water temp. of the engine, and the load of the engine are detected respectively by an opening sensor 52, a pressure sensor 54, a temp. sensor 56, and a load sensor 58. And the collected fine particles are fired after the warmth of a trap 20 is confirmed. In this way, the formation of a large temp. difference at the trap part 20 can be prevented, and the damage and failure of the trap is avoided. Accordingly the depend ability on the apparatus is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は、エンジンの排気中に含まれる微粒子を捕集す
る微粒子捕集装置、特にフィルタに捕集された微粒子が
ヒータにより着火燃焼されることによりフィルタの再使
用が可能となる微粒子捕集装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a particulate collection device that collects particulates contained in the exhaust gas of an engine, and particularly to a particulate collection device in which particulates collected in a filter are ignited and burned by a heater. This invention relates to a particulate collection device that allows the filter to be reused.

[1’を景技術] ディーゼルエンジンにおいてはその排気中に微粒子が含
まれることがある。この微粒子は燃料の不完全燃焼など
により発生し、カーボン、炭化水素、金属等から成り、
可燃性を有する。
[Technology 1'] Diesel engines may contain particulates in their exhaust gas. These fine particles are generated due to incomplete combustion of fuel and are made of carbon, hydrocarbons, metals, etc.
Flammable.

そして上記微粒子が含まれる排気が車両からそのまま排
出されると、排気が黒色煙状となり、また不快な臭いを
伴なう。
When the exhaust gas containing the fine particles is directly discharged from the vehicle, the exhaust gas becomes black smoke-like and is accompanied by an unpleasant odor.

従って、この様な排気をそのままエンジンから排出させ
ることは清浄で快適な環境を保つ上で不都合である。
Therefore, it is inconvenient to discharge such exhaust gas directly from the engine in terms of maintaining a clean and comfortable environment.

この種の装置では、排気中に含まれた微粒子がフィルタ
により捕集されて排気の清浄化が行なわれている拳 またフィルタに所定量の微粒子が捕集蓄積されてエンジ
ンの出力が低下する前の所定時期に最上流の捕集微粒子
がヒータにより着火される。そしてその着火微粒子が火
種となって下流の捕集微粒子が排気中の酸素により自己
燃焼する。この燃焼によりフィルタの再生が終了し、微
粒子の捕集が再び可能となる。
In this type of device, the particulates contained in the exhaust gas are collected by a filter and the exhaust gas is purified before a predetermined amount of particulates are collected and accumulated in the filter and the output of the engine is reduced. At a predetermined time, the most upstream collected particles are ignited by the heater. The ignited particulates act as a spark, and the collected particulates downstream self-combust due to the oxygen in the exhaust gas. This combustion completes the regeneration of the filter, making it possible to collect particulates again.

従来のこの種の装置においては、フィルタに所定量へ微
粒子が捕集蓄積されてエンジンの出力が低下する前の所
定時期となると、直ちに捕集微粒子がヒータにより着火
されてフィルタの再生が開始されていた。
In conventional devices of this type, when a predetermined amount of particles are collected and accumulated in the filter and a predetermined time is reached before the engine output decreases, the captured particles are immediately ignited by the heater and regeneration of the filter begins. was.

したがって従来においては、トラップが暖められないう
ちにフィルタに捕集された微粒子の燃焼が開始され場合
が生ずるので、トラップ部分に熱応力が発生する。その
結果、トラップが破損し、あるいはその耐久性が低下す
るという問題があった。
Therefore, in the prior art, combustion of particulates collected by the filter may start before the trap is warmed up, and thermal stress is generated in the trap portion. As a result, there has been a problem that the trap is damaged or its durability is reduced.

[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目
的は、トラップの破損あるいはその耐久性の低下を招く
ことのない微粒子捕集装置を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a particulate collection device that does not cause damage to the trap or decrease in its durability.

[発明の概要] !二記[1的を達成する為に本発明は、エンジンの排気
中に含まれる微粒子を捕集するフィルタとフィルタに捕
集された微粒子に着火するヒータとを含むトラップと、
トラップの温度を検出する温度検出手段と、トラップの
温度が所定値を越えたときにヒータに対する着火電流の
供給を開始する電源回路と、を有する、ことを特徴とす
る。
[Summary of the invention]! 2. [In order to achieve objective 1, the present invention provides a trap that includes a filter that collects particulates contained in engine exhaust gas and a heater that ignites the particulates collected by the filter;
The present invention is characterized in that it includes temperature detection means for detecting the temperature of the trap, and a power supply circuit that starts supplying ignition current to the heater when the temperature of the trap exceeds a predetermined value.

[発明の実施例〕 以下図面に基づいて本発明に係る装置の実施例を説明す
る。
[Embodiments of the Invention] Examples of the apparatus according to the present invention will be described below based on the drawings.

第1図には本実施例装置の全体構成が示されている。FIG. 1 shows the overall configuration of the apparatus of this embodiment.

同図においてディーゼルエンジン10の吸気側には吸気
絞り弁12が設けられており、吸気絞り弁12はアクチ
ュエータ14により駆動されている。更にディーゼルエ
ンジンIOに対する燃料噴射量を制御する燃料噴射弁1
6が設けられており、また排気を吸気側に環流するEG
R弁18が吸排気間に設けられている・ そしてディーゼルエンジンlOの排気経路中にトラップ
20が設けられている・ このトラップ20のケーシング22は両端が絞り込まれ
た断面略楕円形の柱状に形成されている。このケーシン
グ22内にJマフィルタ24が先順されている。そして
フィルタ24はディーゼルエンジンlOの排気中に含ま
れる微粒子(パティキュレート)を捕集でき、その微粒
子はフィルタ24の排気入口から出口方向へ徐々にvi
積する。
In the figure, an intake throttle valve 12 is provided on the intake side of a diesel engine 10, and the intake throttle valve 12 is driven by an actuator 14. Furthermore, a fuel injection valve 1 that controls the fuel injection amount for the diesel engine IO
6, and an EG that recirculates the exhaust gas to the intake side.
An R valve 18 is provided between the intake and exhaust. A trap 20 is provided in the exhaust path of the diesel engine lO. The casing 22 of this trap 20 is formed into a columnar shape with a substantially elliptical cross section narrowed at both ends. has been done. A J-ma filter 24 is placed within this casing 22. The filter 24 can collect particulates contained in the exhaust gas of the diesel engine lO, and the particulates gradually move from the exhaust inlet to the outlet of the filter 24.
Multiply.

またケーシング22内でフィルタ24のディーゼルエン
ジンlO側端面にはフィルタ24に捕集された微粒子を
着火するヒータ26が設けられている。
Further, within the casing 22, a heater 26 is provided on the end face of the filter 24 on the diesel engine lO side for igniting the particulates collected by the filter 24.

なお、木実雄側の上記フィルタ24には発泡セラミック
が用いられており、フィルタ24は互いに連通する多数
の楕円状空孔を有する三次元網目構造・n・格とされて
いる。
Note that foamed ceramic is used for the filter 24 on the Kinomio side, and the filter 24 has a three-dimensional network structure with a large number of elliptical holes communicating with each other.

また木実雄側の上記ヒータ26は第2図に示される様に
端子28−1.28−2に接続された電熱fi30−1
.3o−2,3o−3,30−4゜30−5.30−6
.3o−7,3o−8を有している。なお、ヒータ26
は車両のボディに接地されている・ このヒータ26には電源回路から着火電流が供給されて
おり、その電源回路は!!01図においてチ璽ツバ回路
32及びECU34から構成されている。チ、ツバ回路
32は電源主回路を構成するものでバッテリ36の出力
電流をチゴツプするスイッチングトランジスタ38.4
0から成り、そのチョップ動作はマイクロコンピュータ
を中心として構成されたECU34により制御されてい
る。
The heater 26 on the Kimino side is connected to the electric heating fi 30-1 connected to the terminals 28-1 and 28-2 as shown in FIG.
.. 3o-2, 3o-3, 30-4゜30-5.30-6
.. It has 3o-7 and 3o-8. In addition, the heater 26
is grounded to the body of the vehicle.Ignition current is supplied to this heater 26 from the power circuit, and the power circuit is! ! In FIG. 01, the circuit is comprised of a circuit 32 and an ECU 34. The circuit 32 constitutes a main power supply circuit, and includes a switching transistor 38.4 that controls the output current of the battery 36.
The chopping operation is controlled by an ECU 34 mainly composed of a microcomputer.

更に第1図においてトラップ20をへイバスして排気通
路42が形成されており、この排気通路42には排気流
量調節弁44が設けられている。
Furthermore, in FIG. 1, an exhaust passage 42 is formed by enclosing the trap 20, and this exhaust passage 42 is provided with an exhaust flow rate regulating valve 44.

この排気流量:A節介44はダイヤフラム46により開
閉駆動されており、ダイヤフラム46はvSV48.5
0により駆動されている。モしてvSV48は図示され
ていないバキュームポンプに連結され、またVSV50
は大気に開放されており、両者はECU34により制御
されている。
This exhaust flow rate: A joint 44 is driven to open and close by a diaphragm 46, and the diaphragm 46 has a vSV of 48.5
0. The vSV48 is connected to a vacuum pump (not shown), and the VSV50
is open to the atmosphere, and both are controlled by the ECU 34.

以上の様にECU34はディーゼルエンジン10、ヒー
タ26.排気流量調節弁44の制御を行なっているが、
それらの制御を行なうためにECU34には各種の検出
信号が供給されている。
As described above, the ECU 34 includes the diesel engine 10, the heater 26. Although the exhaust flow rate control valve 44 is controlled,
Various detection signals are supplied to the ECU 34 to perform these controls.

第1図において、吸気絞り弁12の開度が開度センサ5
2によりまたディーゼルエンジンto+7)吸気側圧力
が圧力センサ54により、更にエンジン水温が温度セン
サ56により、そしてエンジン負荷が負荷センサ58に
より各々検出されている。
In FIG. 1, the opening degree of the intake throttle valve 12 is determined by the opening degree sensor 5.
2, the diesel engine to+7) intake side pressure is detected by a pressure sensor 54, engine water temperature is detected by a temperature sensor 56, and engine load is detected by a load sensor 58.

またディーゼルエンジン10の回転数が回転数センサ6
0により、更に車速が車速センサ62により、そして排
気中の酸素濃度が02センサ64により各々検出されて
いる。
Also, the rotation speed of the diesel engine 10 is detected by the rotation speed sensor 6.
0, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 62, and the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by the 02 sensor 64.

更にディーゼルエンジン10からトラップ2゜へ排出さ
れる排気の温度が温度センサ66により、またその圧力
が圧力センサ68により各々検出されている。そしてヘ
ッドライトの点消灯を行なうライトコントロールスイッ
チ70の操作の有無が操作センサ72により検出されて
いる。
Further, the temperature of the exhaust gas discharged from the diesel engine 10 to the trap 2° is detected by a temperature sensor 66, and the pressure thereof is detected by a pressure sensor 68. An operation sensor 72 detects whether or not a light control switch 70, which turns on and off the headlights, is operated.

ECU34は以上の開度センサ52.圧力センサ54、
温度センサ56、負荷センサ58、回転数センサ60.
車速センサ82.02センサ64、温度センサ66、圧
力センサ68.操作センサ72の各種検出信号に基づい
てディーゼルエンジンlOの制御を行なえる様に、また
以下の制御を行なえる様に構成されている。
The ECU 34 uses the above opening sensor 52. pressure sensor 54,
Temperature sensor 56, load sensor 58, rotation speed sensor 60.
Vehicle speed sensor 82.02 sensor 64, temperature sensor 66, pressure sensor 68. It is configured to be able to control the diesel engine IO based on various detection signals from the operation sensor 72, and to perform the following controls.

ECU34はフィルタ24の圧力損失が所定値を越えた
ときにチョッパ回路32がヒータ26に着火電流を供給
する様にチョッパ回路32を制御できる。
The ECU 34 can control the chopper circuit 32 so that the chopper circuit 32 supplies ignition current to the heater 26 when the pressure loss of the filter 24 exceeds a predetermined value.

本実雄側番とおいてこの制御は負荷センサ58、回転数
センサ60、圧力センサ68の検出信号に基づいて行な
われている。
In this case, this control is performed based on detection signals from a load sensor 58, a rotation speed sensor 60, and a pressure sensor 68.

ECU34のROM中には第3図の特性Pが格納されて
おり、同図において横軸にはエンジン回転数検出値Nが
、また縦軸にはエンジン負荷検出値が各々とられている
。ECU34は負荷センサ58、回転数センサ60の検
出信号から特性Pを利用して排圧基準値POをめ、この
基準4@ P Oを圧力センサ68の検出値が越えたと
きにチョッパ回路32がヒータ26に着火電流を供給す
る様にチョッパ回路32の制御を行なうことが可能であ
る。
The characteristic P shown in FIG. 3 is stored in the ROM of the ECU 34, and in the figure, the horizontal axis represents the detected engine rotational speed value N, and the vertical axis represents the detected engine load value. The ECU 34 uses the characteristic P from the detection signals of the load sensor 58 and the rotation speed sensor 60 to determine the exhaust pressure reference value PO, and when the detection value of the pressure sensor 68 exceeds this reference 4@PO, the chopper circuit 32 It is possible to control the chopper circuit 32 to supply ignition current to the heater 26.

またECU34は、トラップ2oが排気により暖められ
るまでヒータ26に対する着火電流の供給を禁止し、暖
められたときに着火電流の供給を初めて開始する様にチ
ョッパ回路32を制御できる。
Further, the ECU 34 can control the chopper circuit 32 to prohibit the supply of ignition current to the heater 26 until the trap 2o is warmed by exhaust gas, and to start supplying the ignition current for the first time when the trap 2o is warmed up.

この制御には温度センサ66及び温度センサ56の検出
信号が利用されており、ECU34はディーゼルエンジ
ン1oの始動後所定時間が経過し、トランプ2oに供給
される排気の温度が所定値以」−となったことを温度セ
ンサ66の検出信号により確認し、更にエンジン冷却水
の温度が所定値以」−となったことを確認したときにト
ラップ20が暖まったと判断してヒータ26に対する着
火電流の供給を開始制御できる。
Detection signals from the temperature sensor 66 and the temperature sensor 56 are used for this control, and the ECU 34 determines that when a predetermined time has elapsed after starting the diesel engine 1o, the temperature of the exhaust gas supplied to the playing card 2o has exceeded a predetermined value. When it is confirmed by the detection signal of the temperature sensor 66 that the temperature of the engine cooling water is higher than a predetermined value, it is determined that the trap 20 has warmed up, and the ignition current is supplied to the heater 26. You can control the start.

なお、ヒータ26に対する着火電流の開始制御に際し、
ECU34は車速の積算値及びエンジン回転数の精rL
値(例えば20万回転)が各々所定の値を越えて圧力セ
ンサ68が誤動作していないことを予め確認できる。
Note that when controlling the start of the ignition current to the heater 26,
The ECU 34 calculates the integrated value of the vehicle speed and the precision rL of the engine speed.
It can be confirmed in advance that the pressure sensor 68 does not malfunction when each value (for example, 200,000 rotations) exceeds a predetermined value.

そしてECU34はヒータ26により着火した捕集微粒
子の燃焼が良好に行なわれる様に排気流量調節弁44の
開度を調整してトラップ20を流れる排気の流速を制御
している。
The ECU 34 controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the trap 20 by adjusting the opening degree of the exhaust flow rate control valve 44 so that the collected particulates ignited by the heater 26 are properly burned.

またECU34はこのとj02センサ64、温度センサ
66の検出信号に応じ排気流量調節弁44の開度調整に
よりトラップ20を流れる排気の流速を低減してトラッ
プ20の溶損を防止できる。
In addition, the ECU 34 can reduce the flow rate of the exhaust gas flowing through the trap 20 by adjusting the opening degree of the exhaust flow rate control valve 44 in response to the detection signals from the J02 sensor 64 and the temperature sensor 66, thereby preventing the trap 20 from melting.

更にECU34はヘッドランプ点灯時には電源電圧に相
関す・る値となる様に上記着火電流の値を制御している
Furthermore, the ECU 34 controls the value of the ignition current so that it becomes a value that correlates with the power supply voltage when the headlamp is turned on.

本実施例においては、バッテリ36の出力電圧がエンジ
ン回転数に依存するので、回転数センサ60の検出信号
すなわちエンジン回転数に応じてヒータ26に供給され
る着火電流の値が制御されている。すなわち、エンジン
回転数が低いときには着火電流のデユーティ比りが減少
されてその値が低減され、またエンジン回転数が高いと
きにはそのデユーティ比りが高められてその(aが増加
される。このとき1着火電流の値Iはそのデューティ比
りにより第4図の特性100に従って制御される。その
結果、バッテリ36の山方電圧はほぼ一定に制御される
In this embodiment, since the output voltage of the battery 36 depends on the engine rotation speed, the value of the ignition current supplied to the heater 26 is controlled according to the detection signal of the rotation speed sensor 60, that is, the engine rotation speed. That is, when the engine speed is low, the duty ratio of the ignition current is decreased and its value is reduced, and when the engine speed is high, the duty ratio is increased and its (a) is increased. The value I of the ignition current is controlled by its duty ratio according to the characteristic 100 in FIG. 4. As a result, the peak voltage of the battery 36 is controlled to be substantially constant.

またECU34は、ヘッドランプ点灯時にはヒータ26
に対する着火電流の値を徐々に増減制御できる。
In addition, the ECU 34 controls the heater 26 when the headlamp is turned on.
The value of the ignition current can be gradually increased or decreased.

本実施例のECU34は操作センサ72の検出信号によ
りヘッドランプの点灯状態を検知しており、t55図の
特性102により示される様に着火電流のデユーティ比
りを時間の経過と共に徐々に増減制御している。更にE
CU34は電熱1li30−1,30−2.30−3.
30−4.30−5.30−6.30−7.30−8が
所定の順序で1木ずつ通電される様に、また最後の電熱
線30が非通電とされるときにはその着火電流の値が徐
々に減少される様に、チョッパ回路32のスイッチング
トランジスタ38.40をデユーティ制御できる。
The ECU 34 of this embodiment detects the lighting state of the headlamp based on the detection signal of the operation sensor 72, and gradually controls the duty ratio of the ignition current to increase or decrease over time, as shown by characteristic 102 in the t55 diagram. ing. Further E
CU34 is electric heating 1li30-1,30-2.30-3.
30-4. The switching transistors 38 and 40 of the chopper circuit 32 can be duty-controlled so that the value is gradually decreased.

本実施例は以上の構成から成り、以下その作用を説明す
る。
The present embodiment has the above configuration, and its operation will be explained below.

第6図にはECU34の処理全体を説明するメインルー
チンが示されておりディーゼルエンジンlOの制御処理
(ステップ2−00)、1−ラップ20の再生処理を含
む処理が繰り返して行なわれている。
FIG. 6 shows a main routine explaining the entire process of the ECU 34, in which processes including a control process for the diesel engine 1O (step 2-00) and a regeneration process for the 1-lap 20 are repeatedly performed.

上記ステップ200では、アクセルペダルの踏込量すな
わち噴射ポンプのレバー開度とエンジン回転数とに基づ
いて燃ネ4の基本噴射量及び噴射時期がまずめられてい
る。そしてエンジン冷却水温度、吸気温度等に基づいて
基本噴射量及び噴射時期に対して補正が行なわれ、それ
らを利用することによりディーゼルエンジン10の出力
制御が行なわれている。
In step 200, the basic injection amount and injection timing of the fuel fuel 4 are first determined based on the amount of depression of the accelerator pedal, that is, the lever opening of the injection pump and the engine rotational speed. The basic injection amount and injection timing are corrected based on the engine coolant temperature, intake air temperature, etc., and the output of the diesel engine 10 is controlled using these corrections.

ディーゼルエンジン10の運転中、排気流量調節jf、
 44が閉じられて排気がトラップ20側に導かれれて
おり、したがって排気中に含まれる微粒子はフィルタ2
4の上流面から下流方向へ向って徐々にフィルタ24内
に捕集され、フィルタ24に蓄積される。
While the diesel engine 10 is operating, the exhaust flow rate adjustment jf,
44 is closed and the exhaust gas is guided to the trap 20 side, so that the particulates contained in the exhaust gas are removed from the filter 2.
4 is gradually collected in the filter 24 from the upstream surface toward the downstream direction, and is accumulated in the filter 24.

その結果車両からは微粒子が含まれない清浄な刀スが排
出され、周囲に悪影響を与えることが防止される。
As a result, clean blades containing no particulates are discharged from the vehicle, thereby preventing any negative impact on the surrounding area.

また上記ステップ202においてはまず第7図の処理が
行なわれる。
In step 202, the process shown in FIG. 7 is first performed.

この第7図の処理では、以下の様にしてフィルタ24に
所定量の微粒子が捕集されたか否がが判定される。
In the process shown in FIG. 7, it is determined whether a predetermined amount of particles have been collected by the filter 24 in the following manner.

t57図においてECU34はフィルタ24の、圧力損
失が所定値を越えたか否かを判定するために、負荷セン
サ58、回転数センサ60の検出信号からt53図の特
性Pを利用して基準値POをめ、この基準値POを圧力
センサ68の検出値が越えたか否かを判定する(ステッ
プ300)。
In figure t57, the ECU 34 uses the characteristic P in figure t53 to determine the reference value PO from the detection signals of the load sensor 58 and rotation speed sensor 60 in order to determine whether the pressure loss of the filter 24 exceeds a predetermined value. Therefore, it is determined whether the detected value of the pressure sensor 68 exceeds this reference value PO (step 300).

このとき圧力センサ68の検出値が基準値POを越えた
と判定されたときにはフィルタ24の圧力損失が所定値
を越えてフィルタ24に所定量の微1’+了が抽ilさ
れており、ディーゼルエンジン10の山男損失がある程
度まで増加している。
At this time, when it is determined that the detected value of the pressure sensor 68 has exceeded the reference value PO, the pressure loss of the filter 24 has exceeded the predetermined value and a predetermined amount of 1'+R is extracted to the filter 24, and the diesel engine The loss of 10 mountain men has increased to a certain extent.

次いでECU34は、ディーゼルエンジン10の回転り
、積算値と車速積算値が各々設定値を越えたか否かを判
定する(ステップ302.304)。
Next, the ECU 34 determines whether the rotation of the diesel engine 10, the integrated value, and the integrated vehicle speed each exceed set values (steps 302 and 304).

ステップ302でディーゼルエンジンlOの回転数積算
値が設定値を越えていないと判定されたときにはステッ
プ300の判定が、またステップ304で車速積算値が
設定、値を越えていないと判定されたときにはステップ
300.302の判定が各々一旦無効とされる。
If it is determined in step 302 that the cumulative rotational speed of the diesel engine lO does not exceed the set value, the determination is made in step 300, and in step 304, the cumulative value of the vehicle speed is set, and if it is determined that the cumulative value does not exceed the set value, then step 300 is performed. 300 and 302 are each temporarily invalidated.

ステップ306ではステップ302.304で一旦無効
とされたステップ300,302の判定に対して吟味が
行なわれる。なお、ステップ300で使用される基準値
POが破壊されず、ステップ302,304で各々使用
される積算値が揮発するおそれのないときにはステップ
302.304.306は省略することが好ましい、ま
たステップ300.302.304のいずれかの処理の
みで他のステップの処理を省略することも可能である。
In step 306, the determinations in steps 300 and 302 that were once invalidated in steps 302 and 304 are examined. Note that it is preferable to omit steps 302, 304, and 306 when the reference value PO used in step 300 is not destroyed and there is no risk that the integrated values used in steps 302 and 304 will be volatile. It is also possible to perform only one of the steps .302 and 304 and omit the other steps.

この様にしてフィルタ24に微粒子がある程度蓄積され
たことが検知された場合、引き続いて微粒子の捕集が進
められると、排気側での損失が増大してディーゼルエン
ジンlOの出力が低下するので、フィルタ24に捕集さ
れた微粒子が以下の様にしてヒータ26により着火され
て燃焼される。
In this way, when it is detected that a certain amount of particulates have accumulated in the filter 24, if the collection of particulates continues, the loss on the exhaust side will increase and the output of the diesel engine IO will decrease. The particulates collected by the filter 24 are ignited and burned by the heater 26 in the following manner.

本装置においては、ヒータ26に対する着火電流の供給
は、i・ラップ20が排気により暖められるまで禁止さ
れ、暖められたときに初めて開始される。
In this device, the supply of ignition current to the heater 26 is inhibited until the i-wrap 20 is warmed up by the exhaust air, and only then started.

第8図において、まずディーゼルエンジン10が始動さ
れてから所定時間が経過して排気系が暖められたことが
確認される(ステップ400)。
In FIG. 8, it is first confirmed that the exhaust system has been warmed up after a predetermined period of time has passed since the diesel engine 10 was started (step 400).

次いでトラップ20にディーゼルエンジン10からtA
出される排気の温度が所定の温度以上であることが温度
センサ66の検出信号により確認される(ステップ40
2)。
Then, the trap 20 receives tA from the diesel engine 10.
It is confirmed by the detection signal of the temperature sensor 66 that the temperature of the exhausted exhaust gas is higher than a predetermined temperature (step 40).
2).

更にディーゼルエンジン10の冷却水温度が60℃以」
二であることが温度センサ56の検出信号により確認さ
れる(ステップ404)。
Furthermore, the cooling water temperature of diesel engine 10 is 60℃ or higher.''
2 is confirmed by the detection signal of the temperature sensor 56 (step 404).

この様に本実施例では、ディーゼルエンジン10の運転
が開始されてから所定時間経過し、排気が所定温度以上
となり、そして冷却水温が60℃以上となったときにト
ラップ20が暖められたとの判断が行なわれ、その後初
めてフィルタ24に捕集された微粒子の着火燃焼処理が
開始される(ステップ40B)。
As described above, in this embodiment, it is determined that the trap 20 has been warmed when a predetermined period of time has elapsed since the diesel engine 10 started operating, the exhaust temperature has reached a predetermined temperature or higher, and the cooling water temperature has reached 60° C. or higher. is performed, and only after that, the ignition combustion process of the particulates captured by the filter 24 is started (step 40B).

なお、トラップ20の温度あるいは排気系の温度を直接
検出する温度センサを設けてその検出信号によりトラッ
プ20が暖められたことを確認する様にしても良い。
Note that a temperature sensor that directly detects the temperature of the trap 20 or the temperature of the exhaust system may be provided, and the detection signal may be used to confirm that the trap 20 has been warmed.

以上の様に本実施例では、トラップ20が暖められてか
らフィルタ24に捕集された微粒子の燃焼が開始される
ので、ケーシング22、フィルタ24に熱応力が発生す
ることが防止され、それらの破損が回避される。
As described above, in this embodiment, combustion of the particulates collected in the filter 24 is started after the trap 20 is warmed up, so thermal stress is prevented from occurring in the casing 22 and the filter 24, and Corruption is avoided.

次に上記ステップ406の処理についての説明を行なう
Next, the process of step 406 will be explained.

第9図においてステップ406の処理は、フィルタ24
に捕集された微粒子の着火を制御する処理(ステップ5
00)と、排気流量調節弁44の開度を調節制御する処
理(ステップ502)とに分かれ、画処理が同時に開始
される。
In FIG. 9, the process of step 406 is performed by the filter 24
Process for controlling ignition of fine particles collected in (step 5)
00) and a process for adjusting and controlling the opening degree of the exhaust flow rate control valve 44 (step 502), and the image process is started at the same time.

第1O図にはステップ500の着火処理が示されており
、まずヘッドランプの点灯の有無が操作センサ72の検
出信号により判断される(ステップ600)。
FIG. 1O shows the ignition process at step 500, in which first, whether or not the headlamp is lit is determined based on the detection signal of the operation sensor 72 (step 600).

そしてヘッドランプが点灯しているとの判定が行なわれ
た場合には、ディーゼルエンジンlOの回転数が高いか
あるいは低いかが回転数センサ60の検出信号により判
定される0本実施例ではディーゼルエンジンlOの回転
数が1100Orp以上のときには高いとの判定が、ま
た未満であるときには低いとの判定が行なわれている(
ステップ602)。
If it is determined that the headlamp is on, it is determined whether the rotation speed of the diesel engine lO is high or low based on the detection signal of the rotation speed sensor 60. When the rotation speed is 1100 Orp or more, it is determined to be high, and when it is less than 1100 Orp, it is determined to be low (
Step 602).

更に前記ステップ600でヘッドライトが点灯していな
いと判定されたときにはヒータ26に供給される着火電
流のデユーティ比が大きな値に設定され(ステップ60
4)、またヘッドライト点灯時でエンジン回転数が高い
と判定されたときには着火電流のデユーティ比が中位の
値に設定され(ステップ606)、 そしてヘッドライ
ト点灯時でエンジン回転数が低いと判定されたときには
着火電流のデユーティ比が小さな値に設定される(ステ
ップ608)。
Furthermore, when it is determined in step 600 that the headlights are not lit, the duty ratio of the ignition current supplied to the heater 26 is set to a large value (step 60).
4) Also, when it is determined that the engine speed is high when the headlights are on, the duty ratio of the ignition current is set to a medium value (step 606), and it is determined that the engine speed is low when the headlights are on. When the duty ratio of the ignition current is set to a small value (step 608).

その後以上の様にして設定されたデユーティ比とされた
着火電流の供給が開始される(ステップ610.612
)。
Thereafter, the supply of the ignition current with the duty ratio set as described above is started (steps 610 and 612).
).

そしてステップ608.608で設定されたデユーティ
比とされた着火電流の供給が開始された場合には、その
デユーティ比は第5図に示される様に次第に増加され、
また各電熱線30−1.30−2.30−3.30−4
.30−5.30−6.30−7.30−8は所定の順
序で点火される(ステップ614) 。
Then, when the supply of the ignition current with the duty ratio set in step 608 is started, the duty ratio is gradually increased as shown in FIG.
Also each heating wire 30-1.30-2.30-3.30-4
.. 30-5.30-6.30-7.30-8 are fired in a predetermined order (step 614).

このときヒータ26の点火時間が監視されており、所定
時間が経過したとの判定が行なわれると(ステップ61
6)、ヒータ26の点火が終了される(ステップ608
)、なお、このヒータ26の点火終了時、各電熱線30
−1.30−2.30−3. 30−4. 30−5 
、3 o −6、3〇 −7,30−8の順次点灯が行
なわれていたときには、最後の電熱線30に供給されて
いる着火電流のデユーティ比は第5図に示される様に徐
々に低減#111I11される。
At this time, the ignition time of the heater 26 is monitored, and if it is determined that a predetermined time has elapsed (step 61
6), ignition of the heater 26 is terminated (step 608
), when the ignition of this heater 26 is completed, each heating wire 30
-1.30-2.30-3. 30-4. 30-5
, 3o-6, 30-7, and 30-8, the duty ratio of the ignition current supplied to the last heating wire 30 gradually decreases as shown in FIG. Reduced #111I11.

次に第9図の前記ステップ502で行なわれる一R制御
処理について説明する。
Next, the 1R control process performed in step 502 in FIG. 9 will be explained.

フィルタ24に捕集された微粒子がヒータ26により着
火される際には、排気通路42に設けられた排気流量t
iR節弁44が一時的に開かれて大部分のノl気が該排
気道M42に流され、トラップ20に流れる排気の量が
制限される。
When the particulates collected by the filter 24 are ignited by the heater 26, the exhaust flow rate t provided in the exhaust passage 42
The iR moderation valve 44 is temporarily opened to allow most of the nozzle gas to flow into the exhaust path M42, thereby limiting the amount of exhaust gas flowing into the trap 20.

これによりトラップ2oに流れる排気の流速が低減され
てフィルタ24に捕集されている微粒子の着火及び燃焼
がスムーズに行なわれる。
As a result, the flow velocity of the exhaust gas flowing into the trap 2o is reduced, and the particulates collected in the filter 24 are smoothly ignited and burned.

また、排気中の酸素濃度が高くなった所定の排気温度条
件下では、排気流量ttttm弁44が強制的に開Mn
される。この制御は次の理由により行なわれている。
Further, under a predetermined exhaust temperature condition where the oxygen concentration in the exhaust becomes high, the exhaust flow rate ttttm valve 44 is forcibly opened.
be done. This control is performed for the following reason.

フィルタ24に十分な最の微粒子が捕集された状態で急
登板走行、高速走行等の高負荷運転が連続的に行なわれ
た場合、排%?1度は相当な高温となり、また排気中の
酸素濃度は燃料噴射量が多いので少ない。
If high-load operation such as sudden uphill driving or high-speed driving is performed continuously with sufficient particulate matter collected in the filter 24, the emission %? 1 degree is a considerably high temperature, and the oxygen concentration in the exhaust gas is low because the amount of fuel injected is large.

この高負荷運転中にアクセルペダルが開放または半開き
程度に操作されると、排気中の酸素濃度はディーゼルエ
ンジンlOに多量の空気が供給されているので急激に増
加する。
If the accelerator pedal is opened or opened halfway during this high-load operation, the oxygen concentration in the exhaust gas will rapidly increase because a large amount of air is being supplied to the diesel engine IO.

したがって排気温度が相当な高温となっているところに
多量の酸素が供給されるので2着火されている捕集散粒
子は急激に燃焼する。
Therefore, since a large amount of oxygen is supplied to a place where the exhaust gas temperature is considerably high, the ignited collected particles are rapidly combusted.

その結果、フィルタ24が高温となってトラップ20が
溶損する危険が生ずる。
As a result, there is a risk that the filter 24 will become hot and the trap 20 will melt.

このため本実施例では、排気が相当な高温であるという
排気温度条件下で排気中の酸素濃度が高まつたとSには
、弁44が強制的に開制御されトラップ20を流れる排
気の量が低減される。なお、排気の温度は温度センサ6
6の検出信号から、また酸素濃度は02センサ64の検
出@号から各々検知されている。
Therefore, in this embodiment, when the oxygen concentration in the exhaust gas increases under the exhaust temperature condition where the exhaust gas is at a considerably high temperature, the valve 44 is forcibly opened and the amount of exhaust gas flowing through the trap 20 is reduced. reduced. Note that the temperature of the exhaust gas is determined by the temperature sensor 6.
The oxygen concentration is detected from the detection signal of 02 sensor 64, and the oxygen concentration is detected from the detection signal of 02 sensor 64.

以上の着火処理(ステップ50o)及び弁制御処理(ス
テップ502)が行なわれることにより、まずフィルタ
24に捕集蓄積されていた微粒子の排気最上流面の部分
が着火される。
By performing the above-described ignition process (step 50o) and valve control process (step 502), first, the part of the particulates collected and accumulated in the filter 24 at the most upstream side of the exhaust gas is ignited.

そして捕集散粒子が可燃性であり排気中に十分な酸素が
含まれているので、着火された捕集散粒子が火種とされ
て捕集微粒子の燃焼が排気下流へ向って進行する。
Since the collected particulates are flammable and sufficient oxygen is contained in the exhaust gas, the ignited collected particulates serve as a ignition source, and the combustion of the collected particulates progresses toward the downstream of the exhaust gas.

この燃焼が終了すると、フィルタ24には微粒子の残相
がなくなり、その結果トラップ2oでの圧力損失が初期
の損失まで減少する。すなわちトラップ20の再生が行
なわれてその再使用が可能となる。
When this combustion is completed, there is no residual phase of particulates in the filter 24, and as a result, the pressure loss in the trap 2o is reduced to the initial loss. That is, the trap 20 is regenerated and can be reused.

以上説明した様に本実施例によれば、フィルタ24に微
粒子が所定量蓄積されてその圧力損失が所定値を越えた
ときに捕集微粒子が着火され、微粒子の捕集量とその圧
力損失とがほぼ正確に対応するので、最適な時期にトラ
ップ2oの再生処理を行なうことが可能である。
As explained above, according to this embodiment, when a predetermined amount of particles are accumulated in the filter 24 and the pressure loss thereof exceeds a predetermined value, the collected particles are ignited, and the amount of captured particles and the pressure loss are correspond almost exactly, so it is possible to perform regeneration processing of the trap 2o at an optimal time.

これに対し、エンジン回転数積算値、車両走行距離、エ
ンジン運転時間積算値などのみに依存してトラップ20
の再生時期が決定される場合には、走行条件などの違い
により微粒子の捕集量が異なって再生時期に多量な微粒
子が蓄積されることがあり、このときに捕集微粒子が着
火されるとトラップ20の温度が異常に上昇する。その
結果、トラップ20が破損し、あるいはその耐久性が低
下する。
On the other hand, the trap 2
When the regeneration timing is determined, the amount of collected particles may vary due to differences in driving conditions, etc., and a large amount of particles may accumulate during the regeneration period. The temperature of the trap 20 rises abnormally. As a result, the trap 20 may be damaged or its durability may be reduced.

この様に本実施例によれば、最適な時期にトラップ20
の再生処理が行なわれるので、トラップ20の破損を防
止でき、あるいはその耐久性を向上させることが可能で
ある。
As described above, according to this embodiment, the trap 20 is activated at the optimal time.
Since the regeneration process is performed, it is possible to prevent damage to the trap 20 or improve its durability.

なお、本実施例においては電気的な圧力センサ68によ
り上記圧力損失が検出されていたが、トラップ20の上
流側と下流側との間に管路を形成し、その管路中にトラ
ップ20の上流側と下流側との間の圧力差が所定の値と
なったときに駆動されるダイ寸フラムなどの機械的なス
イッチを設け、これを上記圧力センサ68に代えて使用
することもコスト低減などの観点から好適である。
In this embodiment, the pressure loss was detected by the electrical pressure sensor 68, but a pipe line is formed between the upstream side and the downstream side of the trap 20, and the trap 20 is placed in the pipe line. Providing a mechanical switch such as a die size flam that is activated when the pressure difference between the upstream side and the downstream side reaches a predetermined value, and using this in place of the pressure sensor 68 can also reduce costs. It is suitable from the viewpoint of

また本実施例によれば、トラップ20が暖まったことが
確認された後、それまでにフィルタ24に抽免されてい
た微粒子が着火されるので、トランプ20部分で大きな
温度差が生ずることが防止される。このためこの温度差
による熱応力でトラップ20などが破損するという不都
合を回避でき、したがって装置の耐久性を向上させるこ
とがDr能である。
Further, according to this embodiment, after it is confirmed that the trap 20 has warmed up, the particulates that have been drawn into the filter 24 are ignited, so that a large temperature difference is prevented from occurring in the playing card 20 portion. be done. Therefore, it is possible to avoid the inconvenience that the trap 20 and the like are damaged due to thermal stress caused by this temperature difference, and therefore, it is possible to improve the durability of the device.

さらに本実施例によれば、ヘッドランプの点灯時にトラ
ップ20の再生処理が行なわれる場合には、バッテリ3
6の出力電圧に相関したデユーティ比の着火電流がヒー
タ26に供給されるので、ヘッドランプの照度低下を防
止できる。このため夜間走行などが行なわれているとき
にトラップ20の再生処理が開始されても良好な運転視
界が確保され、したがって安全運転が可能である。
Furthermore, according to this embodiment, when the trap 20 is regenerated when the headlamp is turned on, the battery 3
Since the ignition current with a duty ratio correlated to the output voltage of No. 6 is supplied to the heater 26, a decrease in illuminance of the headlamp can be prevented. Therefore, even if the regeneration process of the trap 20 is started while driving at night, good driving visibility is ensured, and therefore safe driving is possible.

なお、パンテリ36の出力電圧を検出する電圧計を設け
てその検出信号に応じ着火電流のデユーティ比を制御す
る様に装置を構成することも好適である。
Note that it is also preferable to configure the device so that a voltmeter is provided to detect the output voltage of the pantry 36 and the duty ratio of the ignition current is controlled in accordance with the detection signal.

そして本実施例によれば、ヘッドランプの点灯時にトラ
ップ20の再生処理が行なわれてヒータ26に対する着
火電流がオン、オフされるなど急激に増減されるときに
は、その増減が徐々に行なわれるので、ヘッドランプに
対する供給電圧が急に変動することはない、このため、
ヘッドランプの点灯時にトラップ20の再生が開始され
あるいは終了しても運転者に前照灯光のちらつきが視認
されることはない。したがって運転者が車両に対して不
安を感するこはない。
According to this embodiment, when the trap 20 is regenerated when the headlamp is turned on and the ignition current to the heater 26 is suddenly increased or decreased, such as when the ignition current is turned on or off, the increase or decrease is done gradually. The supply voltage to the headlamp does not fluctuate suddenly, so
Even if the regeneration of the trap 20 starts or ends when the headlamp is turned on, flickering of the headlamp light is not visually recognized by the driver. Therefore, the driver does not feel anxious about the vehicle.

また本実施例によれば、排気が高温となる所定の排気温
度条件となっているときに排気中の酸素濃度が増加して
も、弁44が強制的に開制御されてトラップ20に流れ
る排気の量が制限されるので、トラップ20に捕集され
た微粒子の異常燃焼を防止できる。このためトラップ2
0の溶損を防止でき、装置の信頼性を向上できる。
Further, according to the present embodiment, even if the oxygen concentration in the exhaust gas increases when the exhaust gas is under a predetermined exhaust temperature condition where the exhaust gas is at a high temperature, the valve 44 is forcibly opened and the exhaust gas flows to the trap 20. Since the amount of particles is limited, abnormal combustion of the particulates collected in the trap 20 can be prevented. For this reason, trap 2
0 can be prevented from melting and the reliability of the device can be improved.

[発明の効果] 以上説明した様に本発明によれば、トラップが暖まった
ことが確認された後捕集微粒子が着火されるので、トラ
ップ部分で大きな温度差が生ずることが防止される。こ
のためこの温度差による熱応力でトラップなどが破損し
あるいはその耐久性が低下することはなく、したがって
装置の信頼性を向上させることが可能である。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the collected fine particles are ignited after it is confirmed that the trap has warmed up, so that it is possible to prevent a large temperature difference from occurring in the trap portion. Therefore, thermal stress caused by this temperature difference will not damage the trap or reduce its durability, and therefore it is possible to improve the reliability of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る装置の全体構成説明図、第2図は
第1因におけるヒータの構成説明図、第3図は排圧基準
値の特性説明図、第4図は着火電流とそのデユーティ比
との関係を表わす特性図、第5図は経過時間に対するデ
ユーティ比の制御特性説明図、第6図、第7図、第8図
、第9図、第10図はtjS1図におけるECUの制御
動作を説明するフローチャート図である。 lO・・・eディーゼルエンジン、 20− φ・・トラップ。 24・・・Φフィルタ、 260豐・・ヒータ、 32・・・・チョッパ回路、 34・−・・ECU。 56.661・・温度センサ。 代理人 弁理士 中高 淳
Fig. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of the device according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the heater in the first cause, Fig. 3 is an explanatory diagram of the characteristics of the exhaust pressure reference value, and Fig. 4 is an illustration of the ignition current and its A characteristic diagram showing the relationship with the duty ratio. FIG. 5 is an explanatory diagram of the control characteristics of the duty ratio with respect to elapsed time. FIGS. It is a flowchart figure explaining control operation. lO...e diesel engine, 20-φ...trap. 24...Φ filter, 260...Heater, 32...Chopper circuit, 34...ECU. 56.661...Temperature sensor. Agent Patent Attorney Jun Nakataka

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、エンジンの排気中に含まれる微粒子を抽象する
フィルタとフィルタに捕集された微粒子に着火するヒー
タとを含むトラップと、トラップの温度を検出する温度
検出手段と、トラップの温度が所定値を越えたときにヒ
ータに対する着火電流の供給を開始する電源回路と、を
有する、ことを特徴とする微粒子捕集装置。
(1) A trap including a filter that abstracts particulates contained in engine exhaust gas and a heater that ignites the particulates collected by the filter, a temperature detection means that detects the temperature of the trap, and a temperature of the trap that is set to a predetermined value. 1. A particulate collection device comprising: a power supply circuit that starts supplying an ignition current to a heater when a value exceeds a certain value.
JP58142724A 1983-08-04 1983-08-04 Collecting apparatus of fine particle Granted JPS6034718A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56124619A (en) * 1980-03-07 1981-09-30 Toyota Motor Corp Removing device of exhaust gas corpuscle from diesel engine

Patent Citations (1)

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JPS56124619A (en) * 1980-03-07 1981-09-30 Toyota Motor Corp Removing device of exhaust gas corpuscle from diesel engine

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